انرژی های نو

انرژی های نو

چکیده

نیاز گسترده انسان به منابع انرژی همواره از مسائل اساسی در زندگی بشر بوده و تلاش برای دستیابی به یک منبع تمام نشدنی انرژی از آرزوهای دیرینه انسان محسوب می شود.انسان همواره در تصورات خود نیروی تمام نشدنی را جستجو می کرد که در هر زمان و مکان در دسترس او باشد.

با پیشرفت تمدن بشری، گیاهان به ویژه درختان(چوب) و پس ازآن زغال سنگ، نفت و گاز وارد بازار انرژی شد، اما به دلایلی چون: نیاز روز افزون به انرژی، محدودیت منابع فسیلی و آلودگی های زیست محیطی ناشی از سوزاندن و متصاعد شدن گازهای سمی حاصل ازآن( که موجب مشکلات تنفسی، افزایش دمای هوا و تغییرات گسترده آب و هوایی می گردد) صاحبنظران و کارشناسان بر آن شدند که با استفاده از انرژی های پاک نظیر انرژی خورشیدی، بادی، زمین گرمایی، هیدروژنی و... به جای انرژی های محدود فسیلی،از خطرات و چالش های ایجاد شده ممانعت کنند. این امر سبب شده است که کشورهای توسعه یافته با جدیت هرچه تمام تر استفاده از سایر انرژی های موجود در طبیعت، به خصوص انرژی های تجدید شونده را مورد توجه قرار دهند. در این راستا در این نوشتار سعی داریم با توجه به اهمیت انرژی های تجدید پذیر به صورت خلاصه به معرفی آن ها پرداخته و در انتها سایت های مرتبط را که می تواند در این راستا مفید باشد معرفی کنیم.

انرژی

جامع ترین تعریف از انرژی در کتب علمی با عنوان (انرژی توانایی انجام کار است) یاد گردیده و مهمترین خاصیت آن اینگونه بیان می گردد که انرژی نه خلق می شود و نه از بین می رود بلکه از حالتی به حالتی دیگر تبدیل شده و یا تغییر شکل می یابد.

منابع انرژی در جهان به دو دسته اصلی تقسیم می شوند:

1- انرژی های تجدید ناپذیر : منابع هیدرو کربنی؛ الف: زنده (گیاهان)، ب: غیر زنده (مواد معدنی مثل زغال سنگ، نفت، گاز و...) که به سوخت های فسیلی معروفند.

2- انرژی های تجدید پذیر: انرژی خورشید، باد، انرژی زمین گرمایی، انرژی هیدروژنی و پیل های سوختی، بیوگاز،امواج و.... که در منابع مختلف تحت عنوان انرژی های  نو از آن ها یاد می شود.

1- انرژی های تجدید ناپذیر

سوخت های فسیلی همچون زغال سنگ و نفت از بقایای گیاهان و جانورانی که در زیر دریاها در زمانهای قدیم مدفون شده اند به وجود می آیند و به طور طبیعی، بصورت مواد جامد، مایع و گاز یا مخلوطی از آن ها در معادن یافت می شوند.

1- منابع هیدروکربنی زنده: شامل بقایای گیاهان درختان، بوته ها و سایر رستنی هاست که به عنوان سوخت در موارد مختلف کاربرد دارد.

2- منابع هیدروکربنی غیره زنده:

1- زغال سنگ:

زغال سنگ یکی از منابع تولید انرژی های فسیلی است که اغلب در معادن زیر زمینی یافت می شود. بهره برداری از زغال سنگ در شرایط فعلی با صرف هزینه زیاد و کار طاقت فرسا میسر است. به دلیل تولید حرارتی بالا، زغال سنگ در کوره های حرارتی، کشتیهای باری و کارخانجات فولاد سازی کاربرد بیشتری دارد.

2- نفت:

نفت مایعی سیاه رنگ و غلیظ است که با حفر چاههای  عمیق از زیر زمین استخراج می شود. چون استخراج، ذخیره و پالایش آن نسبت به سایر سوخت ها آسانتر است، بیشتر مورد توجه است.

3- گاز:

گاز یکی دیگر ازاشکال منابع هیدروکربنی است که با تکنیک های ویژه ای بدست می آید.

الف- گاز طبیعی: مخلوطی از گازهای متان، اتان و پروپان است. این گاز از دو منبع گاز مستقل و گاز همراه با نفت بدست می آید.

ب- گازمایع: این نوع گاز که به دلیل تبدیل راحت از حالت گاز به مایع از پرکاربردترین گازهای مصرفی است،در کپسول های خانگی مورد استفاده قرار می گیرد. این نوع از گازها مخلوطی از گازهای پروپان، بوتان، پروپیلن و بوتیلن و در حقیقت مخلوطی از بخش های پالایش شده نفت خام است.

نفت و گاز کاربردهای وسیعی در صنعت، حمل و نقل، کشاورزی و مصارف بهداشتی دارد.

2- انرژی های تجدیدپذیر

:: انرژی  خورشیدی ( Solar Energy):

خورشید نه تنها خود منبع عظیم انرژی است، بلکه سرآغاز حیات و منشا تمام انرژی های دیگر است. طبق برآوردهای علمی، حدود 600 میلیون سال از تولد این منبع عظیم می گذرد و در هر ثانیه 2/4 میلیون تن از جرم خورشید به انرژی تبدیل می شود. با توجه به وزن خورشید که حدود 333 هزار برابر وزن زمین است این کره نورانی را می توان به عنوان منبع عظیم انرژی تا 5 میلیارد سال آینده به حساب آورد.

تاریخچه

شناخت انرژی خورشیدی و استفاده ازآن در زمینه های گوناگون، به زمان ماقبل تاریخ باز می گردد. در دوران سفالگری، روحانیون معابد به کمک جامهای بزرگ طلایی صیقل داده شده و اشعه خورشید، آتشدانهای محرابها را روشن می کردند. یکی از فراعنه مصر معبدی ساخته بود که درب آن با طلوع خورشید باز و با غروب خورشید بسته می شد. مهمترین روایتی که درباره استفاده از خورشید بیان شده داستان ارشمیدس، دانشمند و مخترع بزرگ یونان قدیم، است که ناوگان روم را با استفاده از انرژی خورشید به آتش کشید، گفته می شود که ارشمیدس با نصب تعداد زیادی آئینه کوچک و مربع شکل در کنار یکدیگر که روی یک پایه متحرک قرار داشته است اشعه خورشید را از راه دور روی کشتی های رومیان متمرکز ساخته و به این ترتیب آ نها را به آتش کشیده بود.

در ایران نیز معماری سنتی ایرانیان باستان نشان دهنده توجه خاص آنان در استفاده صحیح و مؤثر از انرژی خورشید در زمان های قدیم بوده است.

کاربرد انرژی خورشیدی

1- کاربرد نیروگاهی: تأسیساتی که با استفاده ازآن ها انرژی جذب شده حرارتی خورشید به الکتریسیته تبدیل می شود. این تأسیسات بر اساس نوع متمرکز کننده ها به شرح زیرند:

الف – نیروگاهی که گیرنده آنها آینه های سهموی ناودانی هستند(شلجمی باز): در این نیروگاه ها یک سیستم ردیاب خورشید وجود دارد که به وسیله آن آینه های شلجمی دائماً خورشید را دنبال می کنند و پرتو های آن را روی لوله دریافت کننده متمرکز می نمایند. تغییرات تابش خورشید در این نیرو گاه ها به وسیله منبع گرم کن سوخت فسیلی جبران می شود.

در ایران یک نیروگاه که از این روش استفاده می کند با ظرفیت 250 کیلو وات به وسیله (سازمان انرژی های نو ایران ) در شیراز احداث گردیده است. 

برای اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید .

ب – نیروگاهی که گیرنده آنها در یک برج قرار دارد و نور خورشید به وسیله آینه های بزرگی بنام هلیوستات به آن منعکس می شود. (دریافت کننده مرکزی): نیروگاه ها با سیستم خورشیدی، پرتوهای نور خورشید را جذب و با استفاده از حرارت جذب شده تولید بخار نموده و سپس سیستمی به نام سنتی، انرژی جنبشی بخار تولید شده را به کمک توربین و ژنراتور های الکتریکی به انرژی الکتریسیته تبدیل می کند( بخار حاصل با فشار و دمای بالا وارد توربین ها شده و موجب به گردش در آمدن پره های توربین می گردد چرخش این پره ها و تبدیل پتانسیل بخار، به انرژی جنبشی باعث دوران ژنراتورهای الکتریکی و در نهایت تولید برق می شود)

اولین نوع این نیروگاه خورشیدی ایران به وسیله سازمان انرژی های نو ایران و با کمک شرکت های مشاور و سازنده داخلی با ظرفیت یک مگاوات و سیال عامل آب و بخار در طالقان جریان دارد.

ج- نیروگاه های که گیرنده آن ها بشقابی سهموی (دیش)است (شلجمی بشقابی): در این نیروگاه ها از منعکس کننده های شلجمی بشقابی جهت تمرکز نقطه ای پرتوهای خورشید استفاده می گردد و گیرنده های که در کانون قرار می گیرد به کمک سیال جاری در آن، انرژی گرمایی را جذب نموده و به کمک یک ماشین حرارتی و ژنراتور آن را به توان مکانیکی و الکتریکی تبدیل می نماید.

مزایای نیروگاه های خورشیدی

1- تولید برق بدون مصرف سوخت

2- عدم احتیاج به آب زیاد

3- عدم آلودگی محیط زیست

4- امکان تأمین شبکه های کوچک و ناحیه ای

5- استهلاک کم و عمر زیاد

6- عدم احتیاج به متخصص

2- کاربردهای غیرنیروگاهی: کاربردهی غیر نیروگاهی انرژی خورشیدی شامل موارد متعددی است که مهمترین آن ها عبارتند از: آبگرم کن و حمام خورشیدی، گرمایش و سرمایش ساختمان و تهویه مطبوع خورشیدی، آب شیرین کن خورشیدی، خشک کن خورشیدی، اجاق های خورشیدی، کوره خورشیدی، خانه های خورشیدی.

تبدیل مستقیم پرتوهای خورشید به الکتریسیته به وسیله تجهیزاتی به نام فتوولتائیک صورت می گیرد که عموماً تجهیزاتی جامد و بی حرکت هستند (جز در مورد انواع مجهز به سیستم ردیابی خورشید).

به پدیده ای که در اثر تابش نور بدون استفاده از مکانیزم های محرک، الکتریسیته تولید کند پدیده فتوو لتائیک و به هر سیستمی که از این پدیده استفاده کند سیستم فتوولتائیک گویند.

سیستم های فتولتائیک را می توان به طور کلی به سه بخش اصلی تقسیم نمود.

الف – پنل های خورشیدی : به یک مجموعه از سلول های خورشیدی سری و موازی می گویند که عموماً از سلسیم تشکیل شده اند و سلسیم آنها از شن و ماسه تهیه می گردد. این بخش در واقع مبدل انرژی تابشی خورشید به انرژی الکتریکی بدون واسطه هستند.

ب- تولید توان مطلوب یا پخش کنترل: وظیفه این بخش کنترل همه مشخصات سیستم و توان ورودی پنل ها طبق نیاز مصرف کننده است.

ج- مصرف کننده یا بار الکتریکی: با توجه به خروجی DC(برق مستقیم) پتل ها، مصرف کننده می تواند دو نوع  DC(جریان مستقیم )یاAC (جریان متناوب )باشد.

مصارف و کاربرد های فتوولتائیک

سیستم های فتوولتائیک یکی از پرمصرف ترین کاربردهای انرژی های نو است و تا کنون سیستم های گوناگونی با ظرفیت های مختلف ( 5/0 وات تا چند مگا وات) در سراسر جهان نصب و راه اندازی شده است و با توجه به قابلیت اطمینان و عملکرد این سیستم ها کاربردهای آن به این شرح است:

• مصارف فضانوردی و تأمین انرژی مورد نیاز ماهواره ها جهت ارسال پیام

• روشنایی خورشیدی و کاربرد آن در تأمین روشنایی جاده ها و تونلها بخصوص در مناطقی که به شبکه برق دسترسی ندارد.

• سیستم تغذیه کننده یک واحد مسکونی

• سیستم پمپاژ خورشیدی

• سیستم تغذیه کننده ایستگاههای مخابراتی و زلزله نگاری

• ماشین حساب، ساعت، رادیو، ضبط صوت و وسایل بازی کودکان یا هر نوع وسیله ای تاکنون با باتری خشک کار می کرده است،از کاربرد های دیگر این سیستم است.

• یخچالهای خورشیدی

از یخچالهای خورشیدی جهت سرویس دهی و ارائه خدمات بهداشتی و تغذیه ای در مناطق دور افتاده و صعب العبور استفاده می گردد.

• سیستم تغذیه کننده پرتال یا قابل حمل

یک سیستم تغذیه کننده اطلاعات «در اینجا انرژی برق» دستگاهی است که به طور کاملاً اتوماتیک برای ذخیره اطلاعات و انتقال آن به جای دیگر کاربرد دارد.

قابلیت حمل ونقل و سهولت در نصب و راه اندازی از جمله مزایای این سیستم هاست. بازده توان این سیستم ها از 100 وات تا یک کیلو وات تعریف شده است. از جمله کاربرد های آن می توان به تأمین برق اضطراری در مواقع بروز حوادث غیر مترقبه، سیستم تغذیه کننده یک چادر عشایری و کمپ های جنگلی اشاره نمود.

:: انرژی باد:

انرژی باد نظیر سایر منابع انرژی تجدیدپذیر از نظر جغرافیایی گسترده و عین حال به صورت پراکنده و غیر متمرکز محسوب می شود که تقریباً همیشه در دسترس است.

تاریخچه

بشر از زمان های بسیار دور به نیروی لایزال باد پی برده و سال ها بود که از این انرژی برای به حرکت در آوردن کشتی ها و آسیاب های بادی بهره می گرفت. طی سالیان دراز ثابت شده است که می توان انرژی باد را به انرژی مکانیکی و یا انرژی الکتریکی تبدیل کرد و مورد استفاده قرار داد. منابع تاریخی نشان می دهند که ساخت آسیاب هادر ایران ،عراق، مصر، و چین قدمت باستانی داشته و در این تمدن ها، از آسیاب های بادی برای خرد کردن دانه ها و پمپاژ آب استفاده می شده است. ایرانیان اولین کسانی بودند که در حدود 200 سال قبل از میلاد مسیح برای آرد کردن غلات از آسیابهای بادی با محور عموداستفاده می کردند. بعداز ایران کشورهای عربی و اروپایی به تقلید از ایرانیان اقدام به استفاده از انرژی باد کردند.

در قرون وسطی،آسیابهای بادی در ایتالیا،فرانسه،اسپانیا و پرتقال متداول گردیده و کمی بعددر بریتانیا، هلند و آلمان نیز به کار گرفته شد.

آسیابهای بادی که در اروپا ساخته می شدند از نوع آسیابهای محور افقی و چهارپره بودند که برای آردکردن حبوبات و گندم به کار می رفتند.

توربین های بادی بطنی که شامل پره های متعدد هستند، بعدها متداول شدند، درآغاز قرن بیستم اولین توربین های بادی ساخته شدند. امروزه فعالترین کشورها در این زمینه آلمان، اسپانیا، دانمارک، هندوستان و آمریکا هستند. لازم به ذکر است ایران نیز در این زمینه گام های بلندی برداشته است.

مزایای بهره برداری از انرژی باد:

1- توربین های بادی به سوخت های فسیلی نیاز ندارند 2- رایگان بودن انرژی باد

3- توانایی تأمین بخشی از تقاضای انرژی برق

4- کمتر بودن نسبی قیمت انرژی حاصل از باد نسبت به انرژی های فسیلی

5- کمتربودن هزینه های جاری و هزینه های سرمایه گذاری انرژی باد در بلند مدت

6- تنوع بخشیدن به منابع انرژی در بلند مدت

7- قدرت مانور زیاد، جهت بهره برداری در هر ظرفیت و اندازه (ازچند وات تا چندین مگاوات)

8- عدم نیاز به آب

9- عدم نیاز به زمین زیاد برای نصب و استقرار تاسیسات

10- نداشتن آلودگی زیست محیطی نسبت به سوختهای فسیلی

11- افزایش قابلیت اطمینان درتولید برق

12- ایجاد اشتغال

استحصال انرژی از باد توسط توربین های بادی

از نظر عملکردی در توربین های بادی انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی و سپس به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و دارای دو نوع است:

الف)توربین های بادی با محور چرخش عمودی

ب)توربین های بادی با محور چرخش افقی

مراحل کار یک توربین بادی کاملاً برعکس مراحل کار یک پنکه است. در پنکه انرژی الکتریسیته به انرژی مکانیکی تبدیل شده و باعث چرخیدن پره ها می شود، در توربین ها، چرخش پره ها انرژی جنبشی باد را به انرژی مکانیکی و سپس آن را به الکتریسیته تبدیل می کند. باد به پره ها برخورد میکند و آنها را می چرخاند. چرخش پره ها باعث چرخش محور اصلی می شود و این محور به یک ژنراتو برق متصل است. چرخش این ژنراتور، برق متناوب تولید می کند.

1- کاربرد های نیرو گاهی

کاربردهای نیروگاهی توربین های برق شامل کاربردهای متصل به شبکه برق رسانی و به شرح است:

1- توربین های بادی منفرد: این توربین ها جهت تأمین بارهای الکتریکی از نوع مسکونی، تجاری، صنعتی یا کشاورزی استفاده می شود. اکثر این توربین ها در نزدیکی کشتزار ها یا گروهی از منازل قرار داده می شوند.

2- مزارع بادی : این کاربرد معمولاً چندین توربین بادی متمرکز را شامل می شود و به منظور تأمین انرژی که از طریق شبکه توزیع می شود طراحی شده است.

2- کاربردهای غیرنیروگاهی

1-  پمپهای بادی آبکش که عمل پمپاژ آب به وسیله آنها برای اهداف زیر انجام می شود:

• تأمین آب آشامیدنی حیوانات در مناطق دورافتاده

• آبیاری در مقیاس کم

• آبکشی از عمق کم جهت پرورش آبزیان

• تأمین آب مصرفی خانگی

2-  کاربرد توربین های کوچک به عنوان تولید کننده برق جزیره های مصرف:

اصلی ترین کاربرد های غیر نیروگاهی توربین های بادی، تأمین برق جزیره های مصرف است.

• یک جزیره مصرف، محل یا منطقه ای است که تأمین برق برای آن از طریق شبکه سراسری برق بسیار مشکل و غیر منطقی باشد. دراین مناطق توربین های بادی در مقیاس کوچک با نصب بسیار آسان و سریع حتی بر روی قایق ها و اتوبوس ها بدون هیچگونه هزینه ای برق مورد نیاز این مناطق را تأمین می کند. قیمت این توربین ها نسبت به مجموع قیمت موتور برق و هزینه سوخت آن اقتصادی تر است. این توربین ها معمولاً به همراه باتریهای ذخیره کننده انرژی به کار برده می شود و می توان در مکان های مختلف از آن بهره برداری کرد.

3-  شارژ باتری:

برای این کار بیشتر از توربین های بادی با قیمت ارزان و متوسط که روتورهایی با قطر 3 متر دارند استفاده می شود. توربین های بادی کوچک جهت مصارف خانگی مفید هستند. نمونه کاربرد چنین توربین ها شامل تأمین دستگاه های کمک ناوبری دریایی و  مخابرات می شود.

پتانسیل باد در ایران

ایران به علت دارا بودن موقعیت کوهستانی، تنوع آب و هوایی و جغرافیایی در مسیر جریان های بادی متعددی قرار دارد. بر اساس نتایج مطالعات انجام شده به وسیله معاونت امور انرژی وزارت نیرو، ایران کشوری با باد متوسط 6m/s  است. و بر اساس بررسی های انجام گرفته توان بالقوه انرژی باد در سایت های مختلف 6500 مگاوات برآورد گردیده است.

پروژه های در حال انجام 

پتانسیل سنجی و تهیه اطلس باد کشور

پروژه های اجرا شده 

انجام مطالعات مربوط به پتانسیل سنجی امواج در ایران

:: انرژی زمین گرمایی

مرکز زمین (به عمق تقریبی 6400 کیلومتر) که در حدود 4000 درجه سانتی گراد حرارت دارد، به عنوان یک منبع حرارتی عمل نموده و موجب تشکیل و پیدایش مواد مذاب با درجه حرارت 650 تا 1200 درجه سانتی گراد در اعماق 80 تا 100 کیلومتری از سطح زمین می گردد. به طور میانگین میزان انتشار این حرارت از سطح زمین که فرایندی مستمر است معادل 82 میلی وات در واحد سطح است که با در نظر گرفتن مساحت کل سطح زمین، مجموع کل اتلاف حرارت از سطح آن، برابر با 42 میلیون مگاوات است. در واقع این میزان حرارت غیر عادی، عامل اصلی پدیده های زمین شناسی از جمله فعالیتهای آتشفشانی، ایجاد زمین لرزه ها، پیدایش رشته کوه ها( فعالیتهای کوه زایی) و همچنین جابجایی صفحات تکتونیکی است  که کره زمین را به یک سیستم دینامیک تبدیل نموده و پیوسته آن را تحت تغییرات گوناگون قرار می دهد.

امروزه با بهره گیری از فن آوری استخراج آن، قادر خواهد بود قسمت اعظم نیازهای انرژی امروز و آینده بشر را تأمین کند. طبق محاسبه ها، مشخص شده است که انرژی حرارتی ذخیره شده در 11 کیلومتر فوقانی پوسته زمین معادل پنجاه هزار برابر کل انرژی به دست آمده از منابع نفت و گاز شناخته شده امروز جهان است. البته عمق مخزن زمین گرمایی نباید بیش از سه هزار متر باشد زیرا بهره برداری از انرژی آن با فناوری کنونی بشر توجیه اقتصادی ندارد. با افزایش عمق زمین درجه حرارت افزایش می یابد. این افزایش حرارت را شیب حرارتی می نامند. تمام منابع انرژی زمین گرمایی در نقاطی واقع شده اند که از شیب حرارتی بالایی برخوردارند.

تاریخچه

این انرژی از ابتدای خلقت مورد استفاده انسان بوده است. بدین ترتیب که از آن برای شست و شو، پخت و پز، استحمام، کشاورزی و درمان بیماری ها استفاده می شد. اسناد و مدارک موجود ثابت می کند که ساکنان کشورهایی نظیر چین، ژاپن، ایسلند و نیوزیلند در گذشته های دور از این انرژی استفاده می کردند. تا سال 1950 بهره گیری از انرژی زمین گرمایی رشد چندانی نداشت، اما حد فاصل سال های 1950 تا 1973 به دلیل گران شدن بی سابقه و نا گهانی نفت، همه کشورها به فکر استفاده از انرژی های جایگزین افتادند و به تدریج کشورهایی چون آمریکا، ایسلند، فیلیپین، اندونزی و اغلب کشورهایی که روی کمربند زمین گرمایی جهانی قرار داشتند بهره برداری از این انرژی را شروع کردند.

مزیت های کاربرد انرژی زمین گرمایی

1- عدم آلودگی هوا

2- تولید CO2 کم، تولیدH2S پایین و عدم تولید NOx

3- عدم آلودگی منابع آب های زیرزمین

4- عدم نیاز به زمین وسیع

5- صرفه جویی در مصرف سوخت های فسیلی

6- طولانی بودن زمان دسترسی

7- گستردگی موارد کاربرد

8- مستقل بودن از شرایط جوی

9- امکان تولید برق به وسیله واحد های قابل حمل

کاربرد های انرژی زمین گرمایی:

1-  کاربرد نیروگاهی (غیر مستقیم):

به منظور تولید برق از انرژی زمین گرمایی، سیال مخزن آب داغ یا بخار از طریق چاه های حفر شده به سطح زمین هدایت شده و پس از به چرخش در آوردن توربین در نیروگاه، برق تولید می کند. بدیهی است مخازن حرارت بالا بیشتر برای تولید برق استفاده می شود. در نیروگاه های زمین گرمایی، انرژی الکتریکی به کمک چرخه های مخصوصی تولید می شود. مهمترین و رایج ترین آنها عبارتند از:

1- چرخه تبخیر آنی در این دسته از چرخه های تولید برق، سیال زمین گرمایی پس از خروج از چاه، وارد یک جداکننده شده و بخار حاصل به سمت توربین و آب داغ به سمت چاه های تزریقی و برج خنک کننده روانه می شود. بر حسب اینکه عمل جدایش یا تبخیر آنی در یک مرحله یا دو مرحله انجام شود و بر حسب وجود یا نبود کندانسور، سه نوع چرخه تبخیر آنی وجود دارد: چرخه تبخیر آنی دو مرحله ای.

2- چرخه دو مداره: از این چرخه برای تولید برق از مخزن های زمین گرمایی حرارت پایین استفاده می شود. در این چرخه از سیال عامل برای تولید برق استفاده می شود بدین ترتیب که آب داغ، سیال عامل را در یک مبدل حرارتی، گرم و به بخار تبدیل می کند. بخار حاصل، توربین را به حرکت در آورده، برق تولید می کند. از جمله مزیت های مهم این چرخه،نبود خوردگی یا رسوب گذاری به وسیله سیال عامل است.

2-  کاربرد غیر نیرو گاهی (مستقیم) انرژی حرارتی

کاربرد مستقیم انرژی زمین گرمایی، بهره برداری بدون واسطه از انرژی زمین گرمایی است. در این حالت، انرژی زمین گرمایی به انرژی الکتریکی تبدیل نمی شود، بلکه فقط از انرژی حرارتی آن استفاده می شود. مخزن های زمین گرمایی که دمای بین 65 تا 150 درجه سانتی گراداست، برای تولید برق توجیه اقتصادی ندارد، لذا این گونه مخزن ها برای استفاده مستقیم از انرژی حرارتی، مناسب هستند. انرژی حاصل شده در موارد زیر مورد استفاده قرار می گیرد:

• گرمایش ساختمان ها: این مورد متداول ترین کاربرد مستقیم انرژی زمین گرمایی است. حدود37 درصد کاربرد مستقیم انرژی زمین گرمایی در سراسر جهان را گرمایش فضاهای مختلف مسکونی، تجاری، اداری و غیره به خود اختصاص می دهد.

• کشاورزی: عمده ترین کاربرد انرژی زمین گرمایی در زمینه فعالیت های کشاورزی، تأمین گرمایش گلخانه ها است. البته در برخی از مناطق سردسیر از حرارت آب داغ مخزن های زمین گرمایی برای گرم کردن خاک های کشاورزی نیز استفاده می شود. این نوع کاربرد در کشور های سردسیر گسترش بیشتری دارد. از جمله محصولاتی که به کمک این انرژی کشت می شوند می توان به خیار، گوجه فرنگی، انواع گل ها، گیاهان خانگی، نهال درختان و انواع کاکتوس ها اشاره کرد.

• دامپروری : به کمک انرژی زمین گرمایی می توان انواع مختلف آبزیان را نیز پرورش داد. امروزه در سطح جهان از انرژی زمین گرمایی برای پرورش و رشد آبزیانی نظیر میگو، قزل آلا، صدف و همچنین آبزیان آکواریومی استفاده می شود.

• درمان بیماری ها: این کاربرد نیز بسیار قدیمی بوده و از روزگاران دور اقوامی چون ایرانیان و  رومی ها، چینی ها، ژاپنی ها، عثمانی ها و ساکنان سایر نواحی کره زمین به منظور استحمام و درمان بیماری های گوناگون از آب های گرم طبیعی زمین استفاده می کردند. درحال حاضر حدود45 کشور جهان از چشمه های آب گرم خود برای این منظور استفاده می کنند.

• ذوب برف جاده ها: به کمک انرژی زمین گرمایی می توان برف یا یخ جاده ها و پیاده روها را نیز ذوب کرد. گسترش این نوع کاربرد نسبت به سایر موارد انرژی زمین گرمایی محدود تر است.

وضعیت انرژی زمین گرمایی در ایران

پروژه های در حال انجام

توسعه میدان و احداث نیروگاه زمین گرمایی

احداث نیروگاه زمین گرمایی به ظرفیت 55 مگاوات

اهداف پروژه

1- اکتشاف و توسعه میدان زمین گرمایی سبلان(مشکین شهر)جهت احداث نیروگاه به ظرفیت 55 مگاوات در 2 فاز

2- دستیابی به فن آوری بهره برداری از منابع زمین گرمایی در کشور و بومی نمودن دانش آن

3- شناسایی پتانسیلهای غیرفسیلی منابع انرژی

4- ایجاد تنوع در سبد انرژی کشور

5- توسعه فرهنگی، اجتماعی و اقتصادی مناطق محروم

6- حفاظت از محیط زیست با بهره برداری از منابع انرژی پاک و تجدیدپذیر و کاهش مصرف منابع فسیلی

شماتیک و کلیات نحوه انجام پروژه:

در شکل 1 (نمای شماتیک استفاده از انرژی حرارتی داخل زمین) از طریق چاه تولیدی، سیال داغ از داخل زمین استحصال شده و باعث تولید برق می شود . پسآبهای نیمه سرد از طریق چاه تزریقی به مخزن باز می گردد . تمرکز گسلها و شکافها در منطقه باعث افزایش نفوذپذیری و بالا رفتن میزان تولید سیال از چاه می گردد.

• احداث پکیج 3-4 مگاوات زمین گرمایی

پروژه های اجرا شده 

• پروژه طراحی پمپ زمین گرمایی

• پتانسیل سنجی انرژی زمین گرمایی در کل کشور

• انجام مطالعات پتانسیل سنجی در مناطق خوب و بوشلی

• بررسی پتانسیل انرژی زمین گرمایی در منطقه مشکین شهر

• بررسی پتانسیل انرژی زمین گرمایی در منطقه دماوند

• درخصوص اطلاعات بیشتر در زمینه این پروژه ها اینجا کلیک کنید.

:: هیدروژن و پیل سوختی انرژی

هیدروژن یکی از عناصری است که در سطح زمین به وفور یافت می شود. این عنصر در طبیعت به صورت خالص وجود ندارد ولی آنرا می توان به روش های مختلف از سایر عناصر بدست آورد. هیدروژن عمده ترین گزینه مطرح بعنوان حامل جدید انرژی است. این ماده در مقایسه با سایر سوخت ها می تواند با راندمانی بالاتر و احتراق بسیار پاک به سایر اشکال انرژی تبدیل شود.

برای دیدن آلبوم تصاویر مربوط به این قسمت کلیک کنید.

ویژگی های هیدروژن

از جمله ویژگی هایی که هیدروژن را از سایر گزینه های سوختی متمایز می نماید، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• مصرف منحصر به فرد، انتشار بسیار نا چیز آلاینده ها، برگشت پذیر بودن چرخه تولید آن و کاهش اثرات گلخانه ای.

• سیستم انرژیی هیدروژنی بدلیل استقلال از منابع اولیه انرژی، سیستمی دائمی، پایدار، فنا ناپذیر، فراگیر و تجدید پذیر محسوب می شود.

• در بحث کنترل آلایندگی و آلودگی شهرها موتورهای الکتریکی و پیل های سوختی جایگزین بسیار مناسبی برای موتورهای احتراقی است.

• هیدروژن به عنوان بهترین گزینه و اقتصادی ترین سوخت در دراز مدت به منظور استفاده در خودرو های پیل سوختی از پتانسیل بسیار مناسبی بر خوردار است.

فناوری تولید هیدروژن

هیدروژن از منابع مختلفی همانند منابع انرژی اولیه( منابع پایان پذیر مانند نفت خام)، منابع انرژی ثانویه (منابع که با استفاده از منابع اولیه انرژی تولید می شوند مانند بنزین) و منابع تجدید پذیر (منابعی که بدون دخالت انسان به طور متناوب تولید می شوند مانند باد، خورشید و آب) بدست می آید. امروزه هیدروژن را می توان از فرایند هایی همچون الکترولیز آب، رفورمینگ گاز طبیعی و اکسیداسیون جزیی سوخت های فسیلی بدست آورد. در حال حاضر بیش از 90 درصد از کل هیدروژن تولیدی در جهان از سوخت های فسیلی بدست می آید و بیشترین مصرف هیدروژن در صنایع نفت و پالایش است. هیدروژن در پالایشگاه های بزرگ، در مناطق صنعتی، پارک های انرژی و جایگاه های سوخت گیری تولید شده و به سهولت در مناطق روستایی و منازل مشتریان توزیع خواهد شد.

فناوری عرضه و ذخیره هیدروژن

الف) فناوری ذخیره سازی هیدروژن

1- ذخیره سازی به صورت گاز فشرده در مخازن فولادی و کامپوزیتی

2- ذخیره سازی به صورت مایع در مخازن فوق سرد

3- ذخیره سازی در هیدریدهای فلزی

در امر ذخیره سازی هیدروژن حدود 15 درصد از انرژی کل فرایند ذخیره سازی، صرف فشرده سازی هیدروژن و میزان 30 تا 40 درصد آن نیز صرف فرایند مایع سازی هیدروژن می شود.

سیستم های فوق سرد که در آنها هیدروژن به صورت مایع ذخیره می شود، باید کاملاً ایزوله بوده و نباید کمترین تبادل گرمایی و حرارتی با محیط اطراف داشته باشند، زیرا دمای جوش هیدروژن بسیار پائین بوده و با دریافت مقادیر ناچیزی گرما به سرعت به جوش می آید.

ب) فناوری انتقال و پخش هیدروژن

1- انتقال از طریق خط لوله(به صورت گاز یا مایع)

2- انتقال از طریق جاده و راه آهن که در فشار بالا در سیلندر هایی در محدوده فشار حدود15 تا 40 مگا پاسکال توسط کامیون و قطار حمل می شود.

3- انتقال از طریق دریا با کشتی های حامل مخازن گاز

کاربرد هیدروژن

1- کاربرد هیدروژن به عنوان سوخت که موجب کاهش آلاینده های زیست محیطی و حذف اکسیدهای کربن ناشی از احتراق سوخت های فسیلی می گردد.

2- استفاده از هیدروژن در پیل های سوختی

• پیل های سوختی نوعی مبدل انرژی هستند که انرژی را مستقیماً به انرژی الکتریکی تبدیل  می کنند. پیل های سوختی همانند باتریها عمل می کنند اما برخلاف باتری ها مادامی که به آن ها سوخت رسانده شود، از کار نمی افتند و به شارژ مجدد احتیاجی ندارند. پیلهای سوختی پتانسیل شیمیایی هیدروژن را به انرژی الکتریکی تبدیل کرده و محصول جانبی آن، آب و حرارت است. هیدروژن مورد نیاز پیل های سوختی را می توان از منابع مختلفی همانند منابع هیدروکربنی نظیر نفت خام، گاز طبیعی، زغال سنگ و ... و منابع تجدیدپذیر نظیر باد و خورشید بدست آورد.

طبقه بندی رایج پیل های سوختی بر اساس نوع الکترولیت آنها به صورت ذیل می باشد:

• پیل سوختی پلیمری(PEMFC)

• پیل سوختی قلیایی( AFC)

• پیل سوختی اسید فسفریک (PAFC)

• پیل سوختی کربنات مذاب(MCFC)

• پیل سوختی اکسید جامد(SOFC)

• پیل سوختی متانولی(DMFC)

پیل سوختی از دو الکترود و یک الکترولیت مابین آنها تشکیل شده است. اکسیژن بر روی کاتد و هیدروژن بر روی آند حرکت نموده و تولید الکتریسیته، آب و گرما می کند.

پروژه های در حال انجام 

• احداث پایلوت نیمه صنعتی هیدروژن به ظرفیت 200 کیلووات

• انجام مطالعات امکان سنجی - تحلیل جذابیت پیل سوختی

• ساخت پیل سوختی 5 کیلوواتی پلیمری

• طراحی و ساخت تک سل پیل سوختی اکسید جامد

پروژه های اجرا شده 

• ساخت باتری وانادیومی

• پیک سایی نیروگاههای متعارف کشور به وسیله سوختی

• احداث پایلوت انرژی متصل به شبکه طاقان بر پایه هیدروژن خورشیدی و پیل سوختی

• خرید، نصب، بهینه سازی و راه اندازی سیستم الکترولیز 200 کیلووات

• تهیه، نصب و راه اندازی پیل سوختی 25 کیلووات

• ساخت صفحات دوقطبی پلیمری ترموپلاستیک برای پیل سوختی پلیمری

• برای اطلاعات بیشتر اینجا را کلیک کنید

:: بیوگاز

به مجموعه گاز هایی که در اثر تخمیر مواد آلی (فضولات انسانی، حیوانی و گیاهی) در یک دامنه دمای معین و PH مشخص در نتیجه فقدان اکسیژن و فعالیت باکتری های غیر هوازی خصوصاً باکتری های متان زا در محفظه تخمیر تولید می شود، بیوگاز گفته می شود.

این گاز به صورت طبیعی در باتلاق ها و مرداب ها و یا مکان های دفع زباله های شهری مشاهده می شود.

این گاز نوعی از سوخت نیز به حساب می آید دارای 60 درصد متان و 30 درصد دی اکسید کربن و 10 درصد مخلوطی از هیدروژن، اکسیژن و منو اکسید کربن است ولی ترکیب اصلی بیوگاز، گاز متان است که این گاز در زمره گازهای قابل اشتغال محسوب می شود. متان، گازی است بی رنگ و بی بو که اگر یک فوت مکعب آن بسوزد، 250 کیلو کالری انرژی حرارتی تولید می شود.

تاریخچه

در طی قرن دهم قبل از میلاد مسیح در آشور(شمال عراق کنونی ) از این گاز برای گرم کردن آب  جهت حمام استفاده می شد. در سال 1859 اولین دستگاه تخمیر غیر هوازی در بمبئی هند ساخته شد و در سال 1860 میلادی  به وسیله شخصی به نام اچ موراس این دستگاه برای تصفیه مواد جامد فاضلاب به کار گرفته شد.

در نیمه اول قرن 20 در بسیاری از کشورهای اروپایی دستگاه های تولید کننده بیوگاز و استفاده از گاز حاصله در مواردی همچون پخت و پز، تأمین روشنایی و به عنوان سوخت در وسائل نقلیه توسعه یافت، که کشور های هند و چین در این زمینه پیشتاز بودند.

بیش از نیم قرن پیش در تصفیه خانه های فاضلاب های شهری در اروپا از گاز متان استفاده می شده است. اما استفاده قطعی از بیوگاز پس از جنگ جهانی دوم به بعد مطرح شد و در ده سال اخیر رو به گسترش است.

در ایران قدمت استفاده از بیوگاز به سه قرن قبل بر می گردد. حتماً نام شیخ بهایی در اصفهان را شنیده اید، حمامی که تنها با یک شمع گرم می ماند و به علاوه آبگرم مورد نیاز شست و شو نیز از همین شمع تأمین می شد که متأسفانه این حمام اکنون وجود ندارد اما می توان احتمال داد که این حمام سوخت خود را از طریق بیوگاز تأمین می کرده است. اولین هاضم تولید متان به صورت نوین در سال 1354 در روستای نیاز آباد لرستان ساخته شد و در فاصله بین سال های 1361 تا 1365 تحقیقات گسترده ای در این زمینه صورت گرفت و سرانجام یک واحد بیو گاز در سال 1364 در یکی از روستاهای گرگان احداث گردید.

مزایای استفاده از بیوگاز

1-  استفاده از بیوگاز سبب کاهش آلودگی محیط زیست خواهد شد و این امر به دلیل استفاده از مواد زائد جامد و مایع در تولید بیوگاز است.

2-  استفاده از این گاز سبب صرفه جویی در سوخت هایی فسیلی شده و همچنین فضولات حیوانی و انسانی که برای سلامتی انسان مضر هستند را به کودی آلی و بسیار مناسب برای استفاده در کشاورزی تبدیل خواهد کرد.

3-  کود حاصل از فرایند تولید بیوگاز فاقد بوی مشمئز کننده، انگل ها و عوامل بیماری زا بوده و همچنین به دلیل بیشتر بودن نیتروژن، نسبت به سایر کودها از کیفیت بالاتری برخوارد است.

4-  در فرایند سوختن گاز متان، گاز منواکسید کربن که از جمله گاز های سمی و خطرناک است. تولید نمی شود، بنابراین می توان بیوگاز را به عنوان سوختی سالم و ایمن در مکان های  مسکونی مورد استفاده قرار داد.

کاربرد های بیوگاز

1-    در گرم کردن دیگ های بخار کارخانه ها

2-    به کارگیری، در ژنراتور ها برای تولید برق

3-    به عنوان سوخت برای گرم کردن خانه ها و پخت و پز

4-  استفاده در صنعت حمل ونقل به عنوان سوخت در خودرو های مختلف( این گاز سبب کاهش میزان آلاینده دی اکسید کربن گاز گلخانه ای تا حدود 65  تا 85 درصد می شود)

مکانیسم تولید بیوگاز

بیو گاز همانطور که اشاره شد براساس یک روند طبیعی و بدون هیچ گونه هزینه اضافی تولید می شود، تنها با صرف هزینه ای برای ساخت و تجهیز ایستگاه های کنترل و بهره برداری از این گاز می توان انرژی حاصل از بیوگاز را در اختیار گرفت.

دستگاه های بیوگاز در شکل کلی از دو لوله ورودی و خروجی و یک تانک تخمیر (هاضم) و یک مخزن گاز تشکیل شده اند.

لوله ورودی :

مواد اولیه (فضولات انسانی، حیوانی و گیاهی ) از این طریق به مخزن تخمیر هدایت می شود.

تانک تخمیر:

تانک تخمیر که به مخزن یا محفظه تخمیر یا هاضم معروف است، اساسی ترین قسمت یک دستگاه بیوگاز است. در این محفظه پس از ورود مواد اولیه و تثبیت درجه حرارت و رطوبت (عدم نفوذ آب) و عدم نفوذ هوا، تخمیر یا تجزیه غیر هوازی به وسیله باکتری های متان زا صورت می گیرد به این ترتیب که ابتدا با کتری ها مواد آلی پیچیده با وزن ملکولی زیاد مانند پروتئین، سلولز و کربوهیدراتها را به ملکولهای ساده تری همچون اسید های آمینه، منوساکارید و اسید های چرب تبدیل می کنند. این ترکیبات نیز به نوبه خود طی مراحل بعدی به کمک این میکرو ارگانیسم های زنده به ترکیبات ساده تری شکسته می شوند و سرانجام بیوگاز با درصد قابل قبول متان تولید می شود.

نکاتی که در این تانک باید مدنظر باشد این است که این باکتری ها مزوفیل و تا حدودی گرما دوست، هستند و در دمای 75 تا 100 درجه فارنهایت می توانند زندگی کنند. بنابراین دمای مناسب مخزن تخمیر بهتر است در 95 درجه فارنهایت نگه داشته شود و همچنین به خاطر حساسیت بالای باکتری های متان ساز به PH بایستی PH را در حدود 5/7 الی 7/7 نگه داشت که برای این عمل می توان میزان قلیائیت را در حدود 1500 تا 7500 میلی گرم در لیتر کربنات کلسیم حفظ کرد تا ظرفیت تامپونی خوبی در مخزن ایجاد گردد.

محفظه گاز:

این محفظه که محل تجمع گازهای ایجاد شده، در اثر تخمیر مواد است به صورت سرپوشی شناور یا ثابت از جنس فلزی یا بتونی در روی بخش فوقانی تانک تخمیر قرار می گیرد. گازهای تولیدی در تانک تخمیر در زیر این سرپوش جمع می شود که از طریق لوله کشی می توان آن را به نقطه مصرف انتقال داد. نکته مهم در باره این محفظه این است که از افزایش فشار گاز در این محفظه باید جلوگیری کرد؛ بنابراین با نصب فشار سنج در این محفظه می توان فشار گاز را کنترل نمود.

لوله خروجی:

هدف از لوله خروجی در دستگاه بیوگاز، تخلیه بیوماس از تانک تخمیر است. جنس لوله ها را می توان از نوع پلاستیکی یا بتونی انتخاب کرد.

:: انرژی امواج

دریاها و اقیانوس ها با عوامل مختلف فیزیکی، انرژی را دریافت و ذخیره نموده و سپس آن را از دست می دهند. این انرژی به صورت موج، جزر و مد، اختلاف درجه حرارت آب است که می توان از هر یک از آنها بهره برداری کرد.

انرژی امواج دریاها و اقیانوس ها: در اثر انتقال انرژی مکانیکی باد به دریا امواج به وجود می آیند. میزان انتقال این انرژی بستگی به سرعت باد و مسافتی که باد در طول دریا طی کرده دارد.امواج به خاطر جرم آبی که نسبت به سطح متوسط دریا جابه جا شده، انرژی پتانسیل و به خاطر سرعت ذرات آب، انرژی جنبشی را با خود حمل می کنند. انرژی ا مواج حاصله در مناطق ساحلی در حدود 2 تا 3 میلیون مگاوات برآورد می شود. موج های بزرگ در آب های عمیق انرژی خود را آهسته از دست می دهند در نتیجه سیستم های امواج بسیار پیچیده هستند و اغلب از باد های محلی و طوفانهایی که روزها قبل در دوردست اتفاق افتاده اند سرچشمه می گیرند.

امروزه از طریق سه روش انرژی امواج از دریا استحصال می شود:

الف- استفاده از کانالی به شکل مخروط ناقص: آب را در مخزنی مرتفع ذخیره کرده و این آب در بازگشت به سطح دریا توربینی را به حرکت در می آورد. این سیستم ها  به صورت one shore(نزدیک ساحل) یا off shore (دور از ساحل) قابل اجرا هستند. نمونه one shore  آن، سایت Tapchanاست که از سال 1985 تا 1988 در نروژ فعال بوده است.

نوع off shore آن یک ساحل مصنوعی شناور به نام Merrimack است که به وسیله آمریکائیها ساخته شده است.

ب‌-   استفاده از حرکت عمومی امواج اقیانوس توسط مکانیزم های گوناگون از قبیل پمپ های هیدرولیک، فنرها و پلیمرهای پیزوالکتریک.

ج- استفاده از یک ستون نوسانی آب دستگاه OWC:

در جریان نوسانات دریا،آب بالا رونده در یک استوانه با بدنه فولادی محکم(که در بستر دریا نصب شده است)، هوای فشرده را از درون یک توربین عبور می دهد و ژنراتور را به حرکت درمی آورد. سپس در بازگشت، هوا را در جهت مخالف فشرده و از توربین دیگری عبور می دهد. کمپانی Wave.Gen مالک Limpet، که در این زمینه پیشگام است از یک توربین بادی ساده استفاده می کند. این سیستم طوری طراحی شده است که اجزای برقی آن در خشکی قرار دارد.

سیستم یاد شده در جزیره Islay در اسکاتلند واقع بوده و حدود MW500 برق به شبکه سراسری تزریق می کند.

انرژی جزر و مد، دریاها و اقیانوس ها:

جزر و مد دریا در اثر جاذبه ماه و خورشید به هنگام گردش زمین به وجود می آید. نیروی جاذبه ماه باعث ایجاد برآمدگی در آب ها شده و به علت گردش وضعی زمین این برآمدگی به سمت غرب جریان پیدا می کند، در نتیجه موج هایی با دوره 12 ساعت و 25 دقیقه ایجاد می شود که دامنه نوسان آن ها در اقیانوس های بزرگ در حدود 5/0 متر است. اثر نیروی جاذبه خورشید نیز، مشابه ولی ضعیف تر است و هر 12 ساعت یک مرتبه ظاهر می شود بدین ترتیب جزر و مد به صورت منظم در قالب امواج حاصل از ماه رخ می دهد. نزدیک سواحل دریا، سطوح آب می توانند تا 24 متر بالا کشیده شوند.

در هنگام مد، می توان آب را پشت مخزن سدی که در عرض دریا احداث می گردد، جمع نمود. سپس در هنگام جزر، آب جمع شده در پشت سد را، درست مثل یک نیروگاه برق آبی، به خارج هدایت کرد.

برای استفاده بهتر از انرژی جزر و مدی، به امواج بزرگی نیاز است. به عبارت دیگر حداقل ارتفاع بین امواج جزر و مد باید 16 فوت باشد و به علاوه جغرافیای محل نیز برای احداث نیرو گاه جزر و مدی سایت مناسبی فراهم کرده باشد.

این سدها دارای توربین های قائم محور و جعبه های پیش ساخته بتونی یا فولادی هستند که روی یک حصار سوار شده اند.  فسمت های از سد برای عبور قایق های کوچک و یا کشتی ها به صورت متحرک ساخته شده است.

چگونگی عملکرد سد:

در این سدها دریچه ها و حوضچه های تعبیه شده است . در هنگام بالا آمدن آب (مد) دریچه ها باز شده و آب وارد حوضچه ها می شود با پرشدن حوضچه از آب و توقف مد، دریچه ها بسته می شوند. آب جمع شده در حوضچه یک ارتفاع هیدرواستاتیک را ایجاد می کند؛ با پائین آمدن آب(جزر) دریچه باز شده و آب از حوضچه به سمت دریا جریان پیدا می کند در بین این مسیر آب توربین ها تعبیه شده است و با حرکت آب توربین ها به چرخش در می آید و ژنراتور را به حرکت در می آورد. تولید الکتریسیته تا جایی که تراز آب حوضچه پائین بیاید ادامه دارد. بعد از این روند دریچه ها بسته شده و با جزر و مد بعدی این چرخه تکرار می گردد.

انرژی حرارتی در دریا ها و اقیانوس ها :

انرژی خورشید سطح آب اقیانوس و دریاها را گرم می کند. در نواحی استوایی، سطح آب تا بیش از 40 درجه گرم تر از درون آب است. این اختلاف حرارتی می تواند برای تولید برق به کار برده شود. استفاده از این نوع انرژی، تبدیل انرژی حرارتی اقیانوس یا OTEC نامیده می شود. برای این منظور حداقل اختلاف درجه حرارت بین گرم ترین (سطح آب) و سردترین(عمق آب) نقطه آب باید 36 درجه فارنهایت باشد.

کاربرد این تکنولوژی علاوه بر تولید برق در شیرین کردن آب،  فراهم کردن تهویه مطبوع و یک محیط مناسب برای  پرورش ماهی است.

این طرح می تواند روی زمین در نزدیکی ساحل یا حتی روی کشتی که امکان تغییر مکان دارد بنا گردد. الکتریسیته حاصل می تواند به یک شبکه نیرو تحویل داده شود و یا در همان محل برای ساخت محصولاتی از قبیل متانول، آمونیاک و ... به کاربرده شود. استحصال انرژی از این طریق برای تولید برقف یک تبادل حرارتی ساده است، بدین صورت که سیال مورد نظر تبخیر شده، سپس به وسیله توربین منبسط و سپس منقبض و فشرده می شود. این تبادل حرارتی به دو روش سیستم باز و بسته، تولید برق می نماید.

سیستم باز:

در سیستم سیکل باز آب گرم در سطح با مکش موضعی تبخیر می شود. بخار تولید شده توربین را به حرکت درمی آورد، سپس بخار در یک سرد کننده که از آب سرد اعماق دریا استفاده می کند منقبض شده و تبدیل به مایع می شود. در سیکل باز توربین باید به اندازه ای بزرگ باشد که مقدار بسیار کمی بخار تولید شده را انتقال دهد. اندازه لوله های آب سرد باید بزرگ باشد و همچنین لوله ها باید انعطاف پذیر باشند تا   OTEC بتواند شناور باشد.

سیستم بسته:

چرخه بسته، سیال واسطه ای مانند آمونیاک را مورد استفاده قرار می دهد.آب گرم دریا هنگام عبور از یک مبدل، گرمای خود را به آمونیاک می دهد که آن را تبخیر می کند. بخاری که به این ترتیب تولید می شود در یک توربین رها می شود و قبل از متراکم شدن در تماس با جداره سرد چگالنده که از آب سرد دریا تغذیه می شود، کار محرک تولید می کند. یک پمپ جریان سیال متراکم شده را به دستگاه تبخیر باز می فرستد و چرخه دوباره شروع می شود.

استفاده از دستگاه OWC در ایران

با تحقیقاتی که برروی امواج خلیج فارس صورت گرفته و با توجه به داده های جذب انرژی امواج و مشخصات آن ها، برای 7 منطقه در این خلیج سیستم OWC با بیشترین توان خروجی برق در نظر گرفته شده است.

7 منطقه مورد نظر بندر عباس، بندر بوشهر، بندر لنگه، جزیره ابوموسی، جزیره سری، ماهشهر و جزیره کیش است که بیشترین توان تولیدی مربوط به جزیزه کیش و بندر ماهشهر و کمترین آن مربوط به جزیره ابوموسی و جزیره سری گزارش شده است.

دستگاه OWC

منابع:

• ازانرژی های نو چه می دانید؟انرژی خورشیدی،تألیف گروه مؤلفین سازمان انرژی های نو ایران، ناشر سانا،گزارش سوم. 

• ازانرژی های نو چه می دانید؟انرژی باد،تألیف گروه مؤلفین سازمان انرژی های نو ایران، ناشر سانا،گزارش سوم. 

• ازانرژی های نو چه می دانید؟انرژی هیدروژن و پیل سوختی،تألیف گروه مؤلفین سازمان انرژی های نو ایران، ناشر سانا،گزارش سوم. 

• سایت وزارت نیرو- سازمان انرژی های نو ایران

• سایت خبری وزارت نیرو

• ملازنیل، م (1377) انتخاب سیستم بهینه جذب انرژی از امواج دریا در نواحی شمالی خلیج فارس

• سایت کانون دانش

• پایگاه اطلاعاتی شرکت برق اکیناوا – ژاپن

• امور برق سازمان منطقه ویژه ماهشهر